Реактор Советский патент 1991 года по МПК B01J10/00 

Изобретение относится к аппаратам для проведения сложных химических реакций между компонентами, находящимися в газовой и жидкой фазах, а точнее к реакторам химической технологии, и может быть применено в химической и химико-фармацевтической промышленности.

Цель изобретения - интенсификация тепломассообмена и повышение производительности.

На фиг. 1 представлен реактор, общий вид с местными разрезами; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - узел II на фиг. 1; на

фиг. 4 - колпак (разрез А-А); на фиг. 5 - царга реактора; на фиг. 6 - то же, вид сверху. Реактор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, выполненного из ряда царг 2 с тарелками 3, каждая из которых оснащена индивидуальным сливным устройством 4, погруженным во входной патрубок 5 нижерасположенного приемного устройства 6, может быть снабжена коллекторами для подвода газообразного или жидкого компонента 7 с направляющими коленами 8 и сливными коллекторами 9 для жидкости и содержит по две расположенные одна над другой камеры 10 и 11, сообщающиеся между собой рядом расположенных по концентрическим окружностям патрубков 12 и ограничивающиеся по высоте плоскими нижней 13 и промежуточной 14 круговыми перегородками и верхней про- фильной перегородкой 15 с цилиндрическими 16 и плоскими верхними 17 и нижними 18 участками, образующими кольцевые цилиндрические полости 19 и 20, открытые соответственно в верхнюю и нижнюю сто- роны и имеющие вГверхней части 21 отбойные кольцевые козырьки 22. Вдоль оси расположены центральные патрубки 23 для входа газа и проходит вал 24 с закрепленными на нем колпаками 25, которые имеют ряд дополнительных цилиндрических коак- сиально установленных перегородок 26, нижние торцы 27 имеют просечные отогнутые участки 28 с раскрытием их по направлению вращения, выше расположены ряды отверстий для циркуляции жидкости 29, еще выше - для выхода газа 30. Имеются штуцеры для подачи жидкого компонента 31, газо- образного компонента 32, для слива готового продукта 33 и 34 и выхода газооб- разных продуктов 35, а также для входа 36 и выхода 37 теплоносителя.

Реактор работает в целом в режиме противотока. Жидкие компоненты (продукты) поступают через штуцер 31 и стекают вниз, газообразные - по штуцеру 32 и коллектором 7 поднимаются вверх. На тарелках 3 и под колпаками 25 жидкие, газообразные компоненты и продукты реакции движутся в прямотоке от центра к периферии. Жидкие продукты, перетекая при этом через кольцевые цилиндрические полости 19, интенсивно перемешиваются за счет насосного эффекта, создаваемого просечными отогнутыми участками 28 и рядом отверстий 29 для циркуляции жидкости цилиндрических перегородок 26 колпаков 25. Газообразные продукты, поступая под колпаки 25, отжимают часть жидкости за цилиндрическую перегородку, опускаются до уровня отверстий 30 и далее барботируют через сжатый слой жидкости. Далее, перемещаясь под колпаком 25 от центра к периферии, жидкие и газообразные продукты попадают в следующую от центра кольцевую цилиндрическую полость 19, затем в следующую, и наконец, жидкость по сливному устройству 4 проходит на нижележащую тарелку 3, а газ поднимается на вышележащую тарелку 3 (под колпак 25), проходя в зазоре между цент- ральным патрубком 23 и валом 24. Так повторяется от тарелки к тарелке. Реакции происходят между двумя газообразными компонентами под колпаками 25 в зоне колен 8 (реакции первого порядка - быстрые),

а затем образующиеся продукты реагируют с жидким компонентом. Внизу отбираются жидкие продукты (штуцеры 33 и 34), а вверху - газообразные (штуцер 35).

Через коллекторы 7 с коленами 8 можно подавать и жидкие компоненты, а через штуцер 32 - и газы-носители или инертные, Реакции могут проводиться в данном аппарате как с подогревом, так и с охлаждением в термостатированных условиях или с заранее заданным профилем температур по ходу проведения реакций.

Положительный эффект выражается в улучшении условий проведения процесса тепломасообмена за счет создания благоприятных гидродинамической обстановки и процесса терморегулирования, что повышает качество получаемых продуктов и производительность. Одновременно снижаются теплопотери в окружающую среду, уменьшаются производственные площади под оборудование и высоту производственных помещений, т.е. эксплуатационные и капитальные затраты.

Формула изобретения

1.Реактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный по высоте на царги с тарелками с переливными устройствами и центральными патрубками для входа газа, охватываемыми с радиальными зазорами цилиндрическими стенками колпаков, расположенных над тарелками и закрепленных на центральном валу, отличающийся тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена и повышения производительности, тарелки выполнены в виде двух расположенных одна над другой камер, образованных профильной верхней и плоскими нижней и промежуточной круговыми перегородками и сообщенными между собой рядом расположенных по концентрическим окружностям патрубков, герметично закрепленных в промежуточных круговых перегородках, входящих внутрь верхних камер и установленных с зазором относительно цилиндрических и плоских участков профильных перегородок, выполненных с рядом кольцевых цилиндрических полостей, открытых в чередующейся последовательности то в верхнюю, то в нижнюю стороны, а колпаки снабжены рядом дополнительных коаксиально установленных перегородок, размещенных сверху в кольцевых цилиндрических полостях профильных перегородок с образованием зазора относительно цилиндрических и плоских участков профильных перегородок.

2.Реактор по п. 1, отличающийся тем, что профильные перегородки со стороны открытых сверху кольцевых цилиндрических полостей снабжены отбойными кольцевыми козырьками, выполненными в виде продолжения верхних плоских участков с вылетом внутрь открытых сверху кольцевых полостей профильных перегородок.

3.Реактор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что нижние торцы цилиндрических перегородок колпаков в нижней части имеют просечку с отогнутыми участками по направлению вращения колпаков и расположенные над ними ряды отверстий для циркуляции жидкости и выхода газа, причем диаметр отверстий для циркуляции жидкости в 3-5 раз больше диаметра отверстий для выхода газа.

4.Реактор ло пп. 1-3, отличающийся тем, что каждая тарелка снабжена индивидуальными приемным и сливным устройствами с гидрозатворами, при этом гидрозатвор сливного устройства вышележащей тарелки погружен во входной патрубок приемного устройства нижележащей та релки.

5.Реактор по пп. 1-4,отличаю щ и и с я тем, что все тарелки снабжены

сливными коллекторами для жидкости, входы в которые расположены в нижних частях открытых в верхнюю сторону полостей профильных перегородок, а сами коллекторы расположены в верхних камерах над промежуточными круговыми перегородками вдоль радиуса.

6.Реактор по пп. 1-5, отличающийся тем, что по крайней мере одна тарелка снабжена коллектором для подвода

газообразного или жидкого компонента, проходящим через полости профильных перегородок, открытые вниз, и герметично закрепленным в их верхних плоских участках, выступающим над ними и заканчивэющимся направляющими коленами, установленными в промежутках между цилиндрическими стенками колпаков.

37

Л

1

Фиг. 2

20

Фаг.З

Изобретение относится к аппаратам для проведения сложных химических реакций между компонентами, находящимися в газовой и жидкой фазах, а точнее к реакторам химической технологии и может быть применено в химической и химико-фармацевтической промышленности. Цель изобретения - интенсифицировать процесс тепломассообмена и повысить производительность. Реактор с вертикальным цилиндрическим корпусом содержит ряд царг с тарелками с индивидуальными сливными устройствами и колпаками, закрепленными на валу, расположенные одна над другой камеры, образованные профильной, плоскими промежуточной и нижней перегородками, кольцевые цилиндрические полости, при этом верхние полости снабжены отбойными кольцевыми козырьками. Каждая тарелка имеет индивидуальные сливное и приемное устройства, полости - сливные коллекторы, расположенные в верхней камере над промежуточными перегородками. По крайней мере одна из тарелок снабжена коллектором для подвода газообразного или жидкого компонента, кроме того, у колпаков нижние торцы цилиндрических перегородок выполнены с просечными отогнутыми участками, а выше перегородки имеют ряды отверстий для циркуляции жидкости и выхода газа. 5 з.п. ф-лы, 6 ил. (Л С

28

30 25

.л.У

73

1В 2122 77 78 3

.5id

to

5)

e